DE2842041A1 - METHOD FOR CORRECTING THE SENSITIVITY OF THE WEIGHING DEVICE OF ELECTRICAL WEIGHING SYSTEMS AND CIRCUIT FOR THE EXERCISE OF THE METHOD - Google Patents
METHOD FOR CORRECTING THE SENSITIVITY OF THE WEIGHING DEVICE OF ELECTRICAL WEIGHING SYSTEMS AND CIRCUIT FOR THE EXERCISE OF THE METHODInfo
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Abstract
Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA 78 P 3 5 k k BRDSIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Our symbol Berlin and Munich VPA 78 P 3 5 kk BRD
Verfahren zur Korrektur der Empfindlichkeit der Auswägeeinrichtung von elektrischen Wägeanlagen und Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens Method for correcting the sensitivity of the weighing device of electrical weighing systems and circuitry for carrying out the method
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Korrektür der Empfindlichkeit der Auswägeeinrichtung von elektrischen Wägeanlagen aufgrund eines Vergleichs eines von einem Referenzsignal verursachten Ausgangssignales der Auswägeeinrichtung mit einem Sollwert. In elektromechanischen Wägeanlagen müssen die empfindlichkeitsbestimmenden Elemente eine hohe Langzeitkonstanz besitzen, weil die Waagen über die gesamte, drei bis vier Jahre dauernde Eichperiode innerhalb der Verkehrsfehlergrenzen liegen müssen. Maßnahmen zur Temperaturkompensation der Leitungen zwischen Meßort und Auswägeelektronik sowie zur Stabilisierung von Verstärkungsfaktoren usw. sind deshalb relativ aufwendig. Bisher war die Korrektur der Empfindlichkeit innerhalb einer Eichperiode ohne die Verwendung von Eichgewichten praktisch nicht durchzuführen, weil die Kosten für ein dazu notwendiges, entsprechend stabiles und gleichzei-The invention relates to a method for correcting the sensitivity of the weighing device of electrical weighing systems on the basis of a comparison of an output signal of the weighing device caused by a reference signal with a target value. In electromechanical weighing systems, the sensitivity-determining elements must have a high level of long-term constancy, because the scales must be within the error limits for the entire three to four year calibration period. Measures for temperature compensation of the lines between the measuring point and the electronic weighing system as well as for stabilizing gain factors etc. are therefore relatively expensive. Up until now, it was practically impossible to correct the sensitivity within a calibration period without the use of calibration weights, because the costs for a correspondingly stable and simultaneous
Li 4 Bz / 25*09.1978 Li 4 Bz / 25 * 09.1978
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tig zuverlässiges elektrisches Vergleichsnormal höher waren als die Aufwendungen für die Langzeitkonstanz der Auswägeeinrichtung.reliable electrical comparison standard higher were than the expenditures for the long-term constancy of the Weighing device.
Die Empfindlichkeit der Auswägeelektronik wird üblicherweise über ein in den Meßkreis eingespeistes Referenzsignal überprüft, siehe dazu DE-OS 26 12 399. Eine Korrektur der Empfindlichkeit aufgrund dieses Prüfsignals ist jedoch nicht ratsam, weil Veränderungen in den das Referenzsignal bestimmenden Bauelementen nicht auszuschließen sind und Fehler, die aufgrund einer Korrektur mit einem fehlerhaften Normal auftreten, nicht erkannt werden.The sensitivity of the electronic weighing system is usually determined by a reference signal fed into the measuring circuit checked, see DE-OS 26 12 399. A correction of the sensitivity based on this test signal is not advisable, however, because changes in the components that determine the reference signal cannot be ruled out and errors that occur due to a correction with a faulty normal are not recognized will.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein eingangs erwähntes Verfahren so zu verbessern, daß ein fehlerhaftes Referenzsignal erkannt wird und damit Folgen einer Fehlkorrektur vermieden werden.The invention was based on the object of improving a method mentioned at the beginning so that a faulty one Reference signal is recognized and thus consequences of an incorrect correction are avoided.
Das Verfahren zur Korrektur der Empfindlichkeit der Auswägeeinrichtung von elektrischen Wägeanlagen aufgrund eines Vergleichs eines von einem Referenzsignal verursachten Ausgangssignales der Auswägeeinrichtung mit einem Sollwert ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß auf den ersten Vergleich ein weiterer Vergleich eines durch ein vom ersten unabhängiges zweites Referenzsignal hervorgerufenen Ausgangssignales der Auswägeeinrichtung mit dem Sollwert erfolgt und die Auswäge einrichtung blockiert wird, wenn das vom zweiten Referenzsignal hervorgerufene Ausgangssignal die auf dem ersten Vergleich beruhende Korrektur nicht bestätigt.The procedure for correcting the sensitivity of the weighing device of electrical weighing systems based on a comparison of one caused by a reference signal Output signal of the weighing device with a According to the invention, the setpoint is characterized in that the first comparison is followed by a further Comparison of an output signal caused by a second reference signal that is independent of the first Weighing device takes place with the target value and the weighing device is blocked when the second reference signal generated output signal does not confirm the correction based on the first comparison.
Auf diese Weise kontrollieren sich beide Referenzsignale gegenseitig. Fehlkorrekturen infolge Weglaufens eines
der beiden ReferenzSignalgeber sind damit ausgeschaltet.
Die Korrektur erfolgt also in zwei zeitlich voneinander getrennten Schritten. In einem ersten Schritt wird über
ein Referenzsignal die Empfindlichkeitsabweichung derIn this way, both reference signals check each other. Incorrect corrections due to one of the two reference signal generators running away are thus eliminated.
The correction is therefore carried out in two separate steps. In a first step, the sensitivity deviation of the
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Auswägeeinrichtung ermittelt und mittels geeigneter Maßnahmen, beispielsweise Nachstellen des Verstärkungsgrades eines Verstärkers, korrigiert. In einem zweiten, unmittelbar an den ersten anschließenden Schritt wird die korrigierte Empfindlichkeit mittels eines zweiten Referenzsignals, das nicht mit den gleichen Bauelementen wie das erste erzeugt wird, überprüft. Liegt danach die Abweichung von dem bei der Eichung festgelegten Sollwert innerhalb der zulässigen Grenzen, so wird die Korrektur bestätigt. Ist die Abweichung jedoch größer, so wird der weitere Betrieb der Wägeanlage blockiert.Weighing device determined and by means of suitable measures, for example readjusting the degree of gain of an amplifier, corrected. In a second step immediately following the first step the corrected sensitivity by means of a second reference signal that does not use the same components how the first is generated is checked. If the deviation from the nominal value specified during the calibration is then within the permissible limits, the correction is made confirmed. However, if the deviation is greater, further operation of the weighing system is blocked.
Die Korrektur kann entweder manuell über Knopfdruck, z. B. in Verbindung mit einer Kontrolle der Nullstellung, oder auch automatisch, z. B. in den Wägepausen, gesteuert werden. Sie kann auch abhängig von einer verstrichenen Zeit seit der letzten Korrektur, von an der Wägeanlage auftretenden Temperaturgradienten oder innerhalb automatischer Nullstellzyklen vorgenommen werden. Gute Ergebnisse des Verfahrens nach der Erfindung werden erzielt, wenn ein langzeitstabiles Bauelement mit hoher Zuverlässigkeit als Referenzsignalgeber verwendet wird. Zur Zeit kann ein künstlich gealterter Drahtwickelwiderstand aus temperaturkompensiertem Widerstandsmaterial als ein solches Bauelement betrachtet werden.The correction can either be done manually by pressing a button, e.g. B. in connection with a control of the zero position, or automatically, e.g. B. in the weighing pauses can be controlled. It can also be elapsed depending on an Time since the last correction, from temperature gradients occurring in the weighing system or within automatic zeroing cycles can be carried out. Good results of the method according to the invention are achieved when a long-term stable component with high reliability is used as a reference signal generator will. At present, an artificially aged wire wound resistor made from temperature-compensated resistor material be regarded as such a component.
Eine Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens weist als Merkmale einen Referenzsignalgeber auf, der mit den Eingangsklemmen einer Auswägeeinrichtung verbunden ist. Der Ausgang der Auswägeeinrichtung ist an Eingänge eines Istwert-Speichers und einer Anzeigeeinheit angeschlossen. Vergleichseingänge eines Komparators sind mit Ausgängen des Istwert-Speichers bzw. eines Sollwert-Speichers verbunden. Entscheidungsausgänge des Komparators für ungleichen Ist- und Sollwert sind an A circuit arrangement for carrying out the method has as features a reference signal generator which is connected to the input terminals of a weighing device. The output of the weighing device is connected to inputs of an actual value memory and a display unit. Comparison inputs of a comparator are connected to the outputs of the actual value memory or a target value memory. Decision outputs of the comparator for unequal actual and setpoint values are on
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-/- VPA 78 ρ 3 5 4 4 BRD- / - VPA 78 ρ 3 5 4 4 BRD
einen Korrektureingang der Auswägeeinrichtung und für ungleichen korrigierten Istwert und Sollwert an einen Sperreingang der Anzeigeeinheit gelegt. Innerhalb des Referenzsignalgebers befindliche Umschalter sind mit einem Steuersignalausgang einer Steuereinheit verbunden.a correction input of the weighing device and for unequal corrected actual value and target value to one Blocking input of the display unit placed. Changeover switches located within the reference signal generator are marked with connected to a control signal output of a control unit.
Ein Ausführungsbeispiel eines Referenzsignalgebers besteht zweckmäßig aus einer Widerstandsbrückenschaltung mit je zwei zur Meßdiagonalen symmetrischen Brückenhälften aus je drei in Serie geschalteten Widerständen. Die Anschlußpunkte der jeweils zweiten Widerstände beider Hälften sind über je einen Umschalter an eine Speisequelle anschließbar. Der Meßdiagonalen wird das Referenzsignal entnommen.One embodiment of a reference signal generator expediently consists of a resistance bridge circuit with two bridge halves each symmetrical to the measuring diagonal, each with three resistors connected in series. The connection points of the respective second resistors of both halves are each connected to a supply source via a changeover switch connectable. The reference signal is taken from the measuring diagonal.
Ein zweites Ausführungsbeispiel eines Referenzsignalgebers besteht aus einer Widerstandsbrückenschaltung mit zwei zur Meßdiagonalen symmetrischen Brückenhälften aus je vier in Serie geschalteten Widerständen. Die Anschlußpunkte der zweiten und dritten Widerstände beider Brückenhälften sind über je einen Umschalter und zusätzliche Abgleichwiderstände an die Speisequelle anschließbar. Der Meßdiagonalen wird das Referenzsignal entnommen.A second embodiment of a reference signal generator consists of a resistor bridge circuit with two bridge halves symmetrical to the measuring diagonal, each made of four resistors connected in series. The connection points the second and third resistors of both bridge halves are each via a changeover switch and additional Balancing resistors can be connected to the supply source. The measuring diagonal becomes the reference signal taken.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung mit drei Figuren erläutert.The invention is explained with reference to a drawing with three figures.
In Figur 1 ist eine Schaltungsanordnung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung als Blockschaltbild dargestellt.FIG. 1 shows a circuit arrangement for carrying out the method according to the invention as a block diagram shown.
Die Figuren 2 und 3 zeigen jeweils ein Ausführungsbeispiel eines Referenzsignalgebers.Figures 2 and 3 each show an embodiment of a reference signal generator.
In Figur 1 ist ein Signalausgang eines Referenzsignalgebers RG mit dem Eingang einer"elektronischen Auswägeeinrichtung AW verbunden. Der Ausgang der Auswägeein-In Figure 1, a signal output of a reference signal generator RG is connected to the input of an "electronic weighing device AW . The output of the weighing input
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richtung AW, an dem ein Signal abgenommen werden kann, das im Betrieb eine Last abbildet, die auf einer nicht dargestellten, ebenfalls mit dem Eingang der Aus\tfägeeinrichtung verbundenen Wägezelle ruht, ist. mit Eingängen einer Anzeigeeinheit AZ und eines Istwert-Speichers IS verbunden. Vergleichseingänge eines Komparators KP sind mit Ausgängen des Istwert-Speichers IS bzw. mit Ausgängen eines Sollwert-Speiehers SW verbunden. Entscheidungsausgänge des Komparators KP sind für ungleichen Ist- und Sollwert des Sollwert-Speichers SVi mit. einem Korrektureingang der Auswägeeinrichtung AW bzw. für ungleichen korrigierten Ist- und Sollwert des Sollwert-Speichers SW mit. einem Sperreingang der Anzeigeeinheit AZ verbunden. Eine Steuereinheit STE steuert nicht dargestellte Umschalter im Innern des Referenzsignalgebers RG.direction AW, from which a signal can be picked up, which during operation maps a load on a not shown, also with the input of the cutting device connected load cell is at rest. with inputs of a display unit AZ and an actual value memory IS connected. Comparison inputs of a comparator KP are with outputs of the actual value memory IS or with Outputs of a setpoint storage device SW connected. Decision outcomes of the comparator KP are for unequal actual and setpoint values of the setpoint memory SVi with. a correction input of the weighing device AW or for unequal corrected actual and setpoint values of the setpoint memory SW with. connected to a blocking input of the display unit AZ. A control unit STE controls Changeover switch, not shown, inside the reference signal generator RG.
Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist hinreichend durch das Verfahren nach der Erfindung erklärt.The mode of operation of the circuit arrangement is adequately explained by the method according to the invention.
Ein Referenzsignalgeber nach Figur 2 besteht aus einer Widerstandsbrückenschaltung B2, deren Meßdiagonalpunkte mit den Meßdiagonalpunkten einer eine Wägezelle repräsentierenden Widerstandsbrückenschaltung B1 verbunden sind. Die Widerstandsbrückenschaltung B2 besteht aus zwei zur Meßdiagonalen symmetrischen Brückenhälften aus jeweils drei in Serie liegenden Widerständen R1, R5, R3 bzw. R2," R6, R4. An den Anschlußpunkten der jeweils zweiten Widerstände R5 und R6 jeder Brückenhälfte liegen Kontakte si, s2 bzw. s3 und s4, die durch Umschalter S1 bzw. S2 an eine Speisequelle QS anschließbar sind. An der gleichen Speisequelle QS liegt auch die Speisediagonale der Widerstandsbrückenschaltung B1. An Klemmen K1 und K2 ist der Eingang der Auswägeeinrichtung AW der Figur 1 anschließbar. In der Widerstandsbrückenschaltung B2 werden über die beiden Umschalter S1 und S2 die beiden Referenzsignale erzeugt. Liegt der UmschalterA reference signal generator according to Figure 2 consists of one Resistance bridge circuit B2, whose measuring diagonal points with the measuring diagonal points of a load cell representing a load cell Resistance bridge circuit B1 are connected. The resistance bridge circuit B2 consists of two bridge halves symmetrical to the measuring diagonal, each made up of three series resistors R1, R5, R3 or R2, "R6, R4. At the connection points of the respective second resistors R5 and R6 of each bridge half Contacts si, s2 or s3 and s4, which are activated by changeover switches S1 and S2 can be connected to a supply source QS. At the same source of supply QS is also located Feed diagonal of the resistance bridge circuit B1. The input of the weighing device is at terminals K1 and K2 AW of Figure 1 can be connected. In the resistance bridge circuit B2, the two changeover switches S1 and S2 the two reference signals generated. Is the switch
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S1 am Kontakt si und der Umschalter S2 am Kontakt s3,
so ist die Widerstandsbrückenschaltung B2 abgeglichen. Dies ist die Betriebsstellung. Wenn der Umschalter S1
am Kontakt s2 und der Umschalter S2 am Kontakt s3 liegt, so ist die Widerstandsbrückenschaltung B2 so verstimmt,
daß über die Ausgleichströme eine Spannung UD an der Heßdiagonalen liegt, die das erste Referenzsignal darstellt.
Über die Abweichung der Anzeige vom Sollwert wird die !empfindlichkeit der Auswäge einrichtung korrigiert. Die
korrigierte Empfindlichkeit wird dann mit der Stellung des Umschalters S1 am Kontakt si und des Umschalters S2
am Kontakt s4 überprüft und gegebenenfalls bestätigt oder verworfen.S1 on contact si and the changeover switch S2 on contact s3, the resistance bridge circuit B2 is balanced. This is the operating position. If the changeover switch S1 is connected to contact s2 and the changeover switch S2 is connected to contact s3, the resistance bridge circuit B2 is so detuned that a voltage UD, which represents the first reference signal, is applied to the Hess diagonal via the equalizing currents.
The sensitivity of the weighing device is corrected by the deviation of the display from the target value. The corrected sensitivity is then checked with the position of switch S1 on contact si and switch S2 on contact s4 and, if necessary, confirmed or rejected.
Mit dieser Anordnung werden nicht nur die Bausteine der Auswägeeinrichtung einschließlich der Umschaltkontakte überwacht, sondern wegen der direkten Verkopplung mit der Widerstandsbrückenschaltung B1 der Wägezelle auch Langzeitdriften bzw. Veränderungen in den aus Dehnungsmeßstreifen zusammengesetzten Brückenschaltungen der Wägezelle erkannt. Die Widerstandsbrückenschaltung B1 kann auch durch eine Parallelschaltung mehrerer Wägezellen ersetzt werden.With this arrangement, not only are the components of the weighing device including the changeover contacts monitored, but also because of the direct coupling with the resistance bridge circuit B1 of the load cell Long-term drifts or changes in the bridge circuits of the Load cell recognized. The resistance bridge circuit B1 can also be achieved by connecting several load cells in parallel be replaced.
In Figur 3 ist ein anderer Referenzsignalgeber dargestellt, der ebenfalls in einer Brückenschaltung B3 besteht. D.ie Verbindung mit einer anderen, nicht dargestellten, eine Wägezelle repräsentierenden Widerstandsbrückenschaltung ist der Einfachheit halber weggelassen.In Figure 3, another reference signal generator is shown, which also consists of a bridge circuit B3. D. The connection to another, not shown, a load cell representing resistance bridge circuit is omitted for the sake of simplicity.
Die Widerstandsbrückenschaltung B3 besteht aus zwei zur Meßdiagonalen symmetrischen Brückenhälften aus Widerständen R1«, R5', R7, R31 bzw. R21, R61, R8 und R41. Anschlußpunkte der zweiten und dritten Widerstände jeder Brückenhälfte R5', R7 bzw. R6' und R8 sind an Umschaltkontakte si', s2', s3' eines Umschalters S1' bzw. an Umschaltkontakte s4', s5'» s6' eines Umschalters S21 The resistor bridge circuit B3 consists of two bridge halves symmetrical to the measuring diagonal and made up of resistors R1 «, R5 ', R7, R3 1 or R2 1 , R6 1 , R8 and R4 1 . Connection points of the second and third resistors of each bridge half R5 ', R7 or R6' and R8 are to changeover contacts si ', s2', s3 'of a changeover switch S1' or to changeover contacts s4 ', s5' »s6 'of a changeover switch S2 1
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geführt. Die Umschalter verbinden die Kontakte und damit ■ die entsprechenden Brückenpunkte über einstellbare Widerstände R9 und R11 bzw. R1O und R12 mit einer Speisequelle QS. An der Meßdiagonalen liegt bei verstimmter Brücke eine Spannung UD an, die als Referenzsignal für den Eingang der nicht dargestellten Auswägeeinrichtung dient.guided. The changeover switches connect the contacts and thus ■ the corresponding bridge points via adjustable resistors R9 and R11 or R1O and R12 with a supply source QS. When the bridge is detuned, a voltage UD is applied to the measuring diagonal as a reference signal for the input of the weighing device, not shown, is used.
Der Brückeninnenwiderstand bleibt in den verschiedenen Schalterstellungen konstant. Die Schalterstellung Umschalter S1' an Kontakt si' und Umschalter S21 an Kontakt s5' entspricht einer ersten Betriebsstellung. Bei der Schalterstellung S1' an s3' und S2' an s5' wird gegebenenfalls die Korrektur durchgeführt. Die Schalterstellung S1' an s2' und S21 an s4' entspricht einem Prüfvorgang nach durchgeführter Korrektur. Eine v/eitere Schalterstellung, bei der der Umschalter S1' an Kontakt s2f und der Umschalter S21 an Kontakt s6' liegt, entspricht einer zweiten Betriebsstellung. In der ersten Betriebsstellung ist die Widerstandsbrückenschaltung um das halbe Referenzsignal negativ vorverstimmt. Ein Totalausfall eines Bauelementes, z. B. des Schalters, wird daher in dieser Betriebsstellung erkannt, weil der Fehler dann stets größer ist als der Nullstellbereich.The bridge internal resistance remains constant in the various switch positions. The switch position changeover switch S1 'on contact si' and changeover switch S2 1 on contact s5 'corresponds to a first operating position. If the switch is set to S1 'to s3' and S2 'to s5', the correction is carried out if necessary. The switch position S1 'on s2' and S2 1 on s4 'corresponds to a test procedure after the correction has been carried out. A further switch position in which the changeover switch S1 'is connected to contact s2 f and the changeover switch S2 1 is connected to contact s6' corresponds to a second operating position. In the first operating position, the resistance bridge circuit is negatively pre-detuned by half the reference signal. A total failure of a component, e.g. B. the switch is therefore recognized in this operating position because the error is then always greater than the zero setting range.
Die resultierende Diagonalspannung UD wird zusammen mit einem eventuellen Totlastanteil einer nicht dargestellten, zur Widerstandsbrückenschaltung B3 parallelliegenden Wägezelle in einer ebenfalls nicht dargestellten, besonderen Totlastbrücke kompensiert, die nach beiden Seiten verstimmbar ist. So können auch Totlastanteile von weniger als dem halben Referenzsignal eliminiert werden. Die zweite Betriebsstellung kann zur weiteren Symmetrie- und Funktionskontrolle herangezogen werden. Die Widerstände R9 und R10 dienen dem Feinabgleich für das Referenzsignal. Über die Widerstände R11 und R12 kann ein Gleichlauf des Innenwiderstandes mit eventuellThe resulting diagonal voltage UD, together with a possible dead load component of a not shown, to the resistance bridge circuit B3 parallel load cell in a likewise not shown, special dead load bridge compensated, which can be detuned on both sides. Dead load components can also be used in this way can be eliminated by less than half the reference signal. The second operating position can be used to further Symmetry and functional checks can be used. The resistors R9 and R10 are used for fine adjustment for the reference signal. Via resistors R11 and R12 a synchronization of the internal resistance with possibly
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angeschlossenen Wägezellen bezüglich der Temperatur eingestellt werden, so daß bei einer nachgebenden Speisespannung die Stromverteilung zwischen angeschlossenen V/ägezellen und Referenzsignalbrückenschaltung erhalten bleibt.connected load cells are adjusted with respect to the temperature, so that with a yielding supply voltage maintain the power distribution between connected V / load cells and reference signal bridge circuit remain.
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Also Published As
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| EP0009712B1 (en) | 1982-01-20 |
| ATE597T1 (en) | 1982-02-15 |
| DE2842041C2 (en) | 1987-08-27 |
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